一种铝基提锂吸附剂的制备方法与流程

本发明涉及一种提锂材料的制备方法，具体涉及一种提锂吸附剂的制备方法。

背景技术：

1、锂作为有色金属大家族的一员，近年来一直是行业关注的热点。盐湖卤水中锂的含量较高，资源丰富，生产成本远低于矿石提取成本，目前已成为国内外公司开发生产锂盐的主攻方向。我国盐湖卤水锂资源主要分布于青海省和西藏自治区，其中，青海省盐湖卤水锂资源储量占比接近50%，西藏自治区占比约30%。青海盐湖卤水锂资源主要集中于察尔汗盐湖、东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖和大柴旦盐湖。西藏盐湖卤水锂资源主要集中于扎布耶盐湖、结则茶卡盐湖和龙木错盐湖。从盐湖卤水中提取分离锂的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、煅烧法、膜法和吸附法，而吸附法从环境和经济角度考虑都具有较大的优势，尤其从低品位含锂卤水或海水中提取锂的优势更加明显。吸附法提锂的关键技术在于吸附剂，要求吸附剂对锂有极高的选择性，以便消除卤水中大量共存的碱金属和碱土金属离子的干扰。近年来我国盐湖提锂行业持续高速发展，较易提取的含锂盐湖基本已经完成生产线的建设。但我国还有大量的盐湖尚未开发，这些盐湖锂资源化学组成复杂，其中的锂离子难以与其他元素有效分离，资源化利用存在较大困难，这就对提锂吸附剂提出了更高的要求。

2、cn108993376a公开了一种锂吸附剂的制备方法，都是利用铝源和锂源充分混合，再与氢氧化钠水热反应，经陈化、洗涤和干燥后得到铝盐锂吸附剂。虽然cn108993376a公开的吸附剂合成工艺可行，但由于氢氧化钠碱性强，反应速度快，反应结晶过程中加料以及混合反应不均匀，局部反应强烈生成产品易团聚造成产品粒度不均匀，包裹严重；另外传统的真空干燥方法会造成吸附剂粉末板结，影响吸附剂的比表面积，综合各种因素会导致吸附剂容量不高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种比表面积大，吸附容量高的铝基提锂吸附剂的制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种铝基提锂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

3、（1）将可溶性铝盐和可溶性锂盐加分散剂配置成铝锂混合溶液；

4、（2）所述铝锂混合溶液与尿素溶液混合均匀，进行搅拌水热反应；

5、（3）水热反应所得凝胶混合物经过洗涤和离心得铝基提锂吸附剂凝胶；

6、（4）将所述铝基提锂吸附剂凝胶分散到有机醇中，进行共沸蒸馏，脱水干燥后研磨，得到铝基提锂吸附剂。

7、所得铝基提锂吸附剂的化学式可写为：licl·2al(oh)3·xh2o。

8、本发明采用温和稳定的反应体系克服了传统合成工艺碱性强、结晶速度快、产物粒径大的问题，有效降低了吸附剂的粒径，增大比表面积，提高了传质效率；反应流程短，易于扩大化生产。

9、优选地，步骤（1）中，所述铝锂混合溶液中al/li摩尔比为1∶0.5～2.0。

10、通过采用上述技术方案，产品具有较好的性能。

11、优选地，步骤（1）中，所述可溶性铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、偏铝酸钠、溴化锂中的一种或两种以上。

12、通过采用上述技术方案，有助于获得粒径均匀的提锂吸附剂。

13、优选地，步骤（1）中，所述可溶性锂盐为氯化锂、硫酸锂、氢氧化锂、硝酸锂中的一种或两种以上。

14、通过采用上述技术方案，有助于获得粒径均匀的提锂吸附剂。

15、优选地，步骤（1）中，所述分散剂为聚丙烯酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、脂肪酸、聚乙二醇酯中的一种或两种以上。

16、通过采用上述技术方案，有助于获得粒径均匀的提锂吸附剂。

17、优选地，步骤（1）中，所述分散剂的用量为可溶性铝盐质量的0.5～2%。

18、通过采用上述技术方案，有助于获得粒径均匀的提锂吸附剂。

19、优选地，步骤（1）中，铝锂混合溶液中水的用量为可溶性铝盐和可溶性锂盐质量之和的1.5～3.0倍。

20、通过采用上述技术方案，有助于使溶液混合均匀。

21、优选地，步骤（2）中，尿素溶液中尿素与水的质量比为1∶0.8~1.2。

22、通过采用上述技术方案，有助于使溶液混合均匀。

23、优选地，步骤（2）中，尿素溶液与铝锂混合溶液的用量符合尿素/al摩尔比为6～15∶1。

24、通过采用上述技术方案，水热反应效果较好。

25、优选地，步骤（2）中，将铝锂混合溶液与尿素溶液混合均匀可采用均质分散和/或超声波分散。

26、通过采用上述技术方案，具有较好的混合效果。

27、优选地，步骤（2）中，搅拌水热反应的温度为85～110℃。

28、通过采用上述技术方案，水热反应效果较好。

29、优选地，步骤（2）中，搅拌水热反应的搅拌速度为400～800rpm。

30、通过采用上述技术方案，水热反应效果较好。

31、优选地，步骤（2）中，搅拌水热反应的时间为5～8h。

32、通过采用上述技术方案，水热反应效果较好。

33、优选地，步骤（3）中，洗涤的温度为40～70℃。

34、通过采用上述技术方案，洗涤效果较好。

35、优选地，步骤（4）中，共沸蒸馏时所述有机醇的沸点低于150℃。

36、通过采用上述技术方案，避免过高温度对铝基提锂吸附剂凝胶造成破坏。选用的有机醇在常压下沸点较高时，可采用减压蒸馏。

37、优选地，步骤（4）中，所述有机醇为乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇中的一种或两种以上。

38、通过采用上述技术方案，具有较好的脱水效果。

39、共沸蒸馏的温度可根据使用的有机醇沸点决定，能够实现共沸蒸馏，同时也不至于温度过高即可。

40、优选地，步骤（4）中，铝基提锂吸附剂凝胶分散到有机醇中采用超声波分散。

41、通过采用上述技术方案，具有较好的分散效果。

42、本发明主要利用尿素的缓慢分解匀速提供氢氧根，铝锂混合溶液和氢氧根在温和的体系下缓慢反应生成氢氧化物凝胶。在均匀沉淀条件下，固体产物“成核”的速度远大于“生长”的速度,能够得到小尺寸的吸附剂粒子，铝、锂盐能够实现较好的均相结合；通过共沸蒸馏脱水可进一步解决普通干燥易团聚、板结的问题，可有效控制铝基吸附剂前驱体的粒径大小，确保粉体疏松，获得高吸附容量的提锂粉末。

43、本发明有益效果：

44、（1）本发明采用温和稳定的反应体系克服了传统合成工艺碱性强、结晶速度快、产物粒径大的问题，有效降低了吸附剂的粒径，增大比表面积，提高了传质效率；

45、（2）通过本发明制备的铝基提锂吸附剂吸附容量达到14～16mg/g，具有广泛的推广价值；

46、（3）反应流程短，易于扩大化生产。

技术特征：

1.一种铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述铝锂混合溶液中al/li摩尔比为1∶0.5～2.0。

3.根据权利要求1或2所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述可溶性铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、偏铝酸钠、溴化锂中的一种或两种以上；步骤（1）中，所述可溶性锂盐为氯化锂、硫酸锂、氢氧化锂、硝酸锂中的一种或两种以上；步骤（1）中，所述分散剂为聚丙烯酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、脂肪酸、聚乙二醇酯中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述分散剂的用量为可溶性铝盐质量的0.5～2%；步骤（1）中，铝锂混合溶液中水的用量为可溶性铝盐和可溶性锂盐质量之和的1.5～3.0倍。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，尿素溶液中尿素与水的质量比为1∶0.8~1.2；步骤（2）中，尿素溶液与铝锂混合溶液的用量符合尿素/al摩尔比为6～15∶1。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，将铝锂混合溶液与尿素溶液混合均匀可采用均质分散和/或超声波分散；步骤（4）中，铝基提锂吸附剂凝胶分散到有机醇中采用超声波分散。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，搅拌水热反应的温度为85～110℃；步骤（2）中，搅拌水热反应的搅拌速度为400～800rpm；步骤（2）中，搅拌水热反应的时间为5～8h。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，洗涤的温度为40～70℃。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，共沸蒸馏时所述有机醇的沸点低于150℃。

10.根据权利要求1~9中任一项所述的铝基提锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述有机醇为乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇中的一种或两种以上。

技术总结一种铝基提锂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将可溶性铝盐和可溶性锂盐加分散剂配置成铝锂混合溶液；所述铝锂混合溶液与尿素溶液混合均匀，进行搅拌水热反应；水热反应所得凝胶混合物经过洗涤和离心得铝基提锂吸附剂凝胶；将所述铝基提锂吸附剂凝胶分散到有机醇中，进行共沸蒸馏，脱水干燥后研磨，得到铝基提锂吸附剂。本发明采用温和稳定的反应体系克服了传统合成工艺碱性强、结晶速度快、产物粒径大的问题，有效降低了吸附剂的粒径，增大比表面积，提高了传质效率；通过本发明制备的铝基提锂吸附剂吸附容量达到14～16mg/g，具有广泛的推广价值；反应流程短，易于扩大化生产。技术研发人员：梁晓玲,冯雪男,谢超,夏适,邓图龙,艾自强,刘蕊受保护的技术使用者：中蓝长化工程科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18